Иерархическая поясная структура солнечной и спутниковых систем: закономерности и прогнозирование новых объектов.

Ю.В.Баркин

ГАИШ, Москва

Известные данные о распределении спутниковых орбит и кольцевых структур в системах больших планет (и планет, астероидно-кометных тел в Солнечной системе) позволили выявить иерархическую поясную структуру расположения орбит компаньонов.

Как и планеты Солнечной системы спутники больших планет (и их кольцевые структуры) объединяются в группы (обозначим их (r, A, B, C, D, E)). Согласно установленному правилу все компаньоны распределены по определенным поясам. На ранних стадиях формирования систем все орбиты пояса были заполнены соответствующими небесными телами, но в последствии претерпевали эволюционные и катастрофические изменения. Разницы больших полуосей для соседних компаньонов одной группы являются одинаковыми. Причем они возрастают от группы к группе примерно в шесть раз. Внешняя и внутренняя группы компаньонов могут насчитывать как меньше, так и значительно больше пяти компаньонов, но расстояние между соседними из них - постоянно. Хотя отметим, что указанным компаньонам в действительности могут соответствовать несколько спутников, движущихся по весьма близким орбитам. Иногда их средняя орбита занимает положение посередине между орбитами компаньонов. Сформулированное правило для значений больших полуосей орбит тел солнечной системы получило подтверждение при теоретических вычислениях таковых для известных планет, спутников и других объектов солнечной системы. Выявлен ряд явлений и общих закономерностей устройства планетных и спутниковых систем.

I. Формирование планет (спутников) P2, P3 и P3, P4 ; P4, P5 (в каждом из поясов) на орбитах близких к резонансным с соизмеримостями средних движений вида 3:2 и 4:3. В частности это объясняет природу наблюдаемого резонанса в системе Плутон-Нептун.

II. Небесно-механическая неустойчивость компаньона P4 в каждой полной группе. В случае планет это приводит к его захвату планетой P3, что хорошо иллюстрируется существующими системами двойных планет Земля-Луна и Плутон-Харон. Возможно формирование объединенной планеты (например, два Протоюпитера на ранних стадиях планетогенеза претерпели катастрофическое слияние в одну планету - Юпитер).

III. Обнаружено явление выметания астероидно-кометных тел из узких областей вблизи орбит больших планет (и протопланет).

IV. Явление формирования двух асимметричных "валов", наполненных кометно-астероидными телами, с внутренней ("больший вал" ) и внешней стороны орбиты соответствующей планеты.

V. Явление размещения групп спутников, кольцевых структур и других тел на "средних орбитах" между соседними орбитами, предсказываемыми сеткой.

Установленное правило позволило объяснить расположение орбит практически всех объектов и структур солнечной системы, известных в настоящее время. Теоретические и наблюдаемые значения больших полуосей планет, спутников, комет, кентавров, кольцевых структур находятся в хорошем согласии.

В таблице указаны значения больших полуосей орбит возможных новых тел солнечной системы (Jn - компаньоны системы Юпитера, Sn - Сатурна, Un - Урана, Nn - Нептуна и Sunn - солнечной системы). В первой графе указываются условные названия новых объектов в соответствующих группах, а в соседнем справа - значения больших полуосей. Выполнено предварительное сравнение больших полуосей новых объектов солнечной системы (открытых в последние два года спутников Юпитера, Сатурна, Урана, кентавров, а также групп далеких комет) с их предсказанными значениями (при построении иерархических сеток рассматриваемых систем эти тела не учитывались). Практически все новые объекты (иногда их малые группы единой природы) нашли отведенные им места. Соответствующие компаньоны, получившие подобное подтверждение, выделены в таблице жирным шрифтом. Работа поддержана грантом РФФИ 99-05-64889.